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公開番号2025026594
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2024214116,2023089526
出願日2024-12-09,2016-04-08
発明の名称半導体装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H04N 25/70 20230101AFI20250214BHJP(電気通信技術)
要約【課題】演算処理機能を有する半導体装置を提供する。
【解決手段】撮像用の画素20および画像処理用の参照画素22がマトリクス状配列され
た画素アレイ21、ならびに行デコーダ25を有する撮像部と、記憶素子30および参照
記憶素子32がマトリクス状配列された記憶素子アレイ31、アナログ処理回路34、行
デコーダ35および列デコーダ36を有する演算部を、アナログ処理回路24を介して電
気的に接続する構成とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
画素アレイを有する半導体装置であって、
前記画素アレイは、第１の層と、前記第１の層上に位置する第２の層と、を有し、
前記第１の層は、光電変換素子を有し、
第１の導電層と、第２の導電層と、を有し、
前記第２の層は、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、容量素子と、を有し、
前記第１のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、前記第３のトランジスタのゲート電極と電気的に接続され、
前記第１のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、前記容量素子の一方の電極と電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の他方は、第１の配線と電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、第２の配線と電気的に接続され、
前記容量素子の他方の電極は、第３の配線と電気的に接続され、
前記第３のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方は、第４の配線と電気的に接続され、
前記第１乃至第３のトランジスタは、酸化物半導体を含む半導体膜を有し、
前記光電変換素子は、第１の導電層と、前記第１の導電層の上面に接する光電変換層と、前記光電変換層の上面に接する第２の導電層と、を有し、
前記第２の導電層は、透光性を有し、
前記第１の導電層は、前記第１のトランジスタのソース電極またはドレイン電極の一方と第１のコンタクトホールを介して電気的に接続され、
前記第２の導電層は、前記第１の導電層と同層に設けられた第３の導電層と第２のコンタクトホールを介して電気的に接続され、
前記第１の導電層と前記第３の導電層は、モリブデンを有する、半導体装置。
続きを表示（約 95 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記酸化物半導体は、Ｉｎと、Ｚｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆ）と、を有する半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、酸化物半導体を用いた撮像装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の
一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明
の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・
オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明
の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装
置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を
一例として挙げることができる。
【０００３】
なお、本明細書等において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置
全般を指す。トランジスタ、半導体回路は半導体装置の一態様である。また、記憶装置、
表示装置、撮像装置、電子機器は、半導体装置を有する場合がある。
【背景技術】
【０００４】
絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜を用いてトランジスタを構成する技術が
注目されている。当該トランジスタは集積回路（ＩＣ）や表示装置のような電子デバイス
に広く応用されている。トランジスタに適用可能な半導体材料として、シリコン系半導体
が広く知られているが、その他の材料として酸化物半導体が注目されている。
【０００５】
例えば、酸化物半導体として酸化亜鉛、またはＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ系酸化物半導体を用いて
トランジスタを作製する技術が開示されている（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００６】
また、特許文献３では、酸化物半導体を有するオフ電流が極めて低いトランジスタを画素
回路の一部に用い、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅ
Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）回路が作製可能なシリコンを有するトランジスタを周辺回
路に用いる構成の撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００７－１２３８６１号公報
特開２００７－９６０５５号公報
特開２０１１－１１９７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
撮像装置で取得したデータを伝送する場合、当該データを圧縮処理することにより伝送デ
ータ量を低減することができる。静止画の圧縮方式では、離散コサイン変換によりデータ
量を圧縮するＪＰＥＧ形式などが知られている。また、動画の圧縮方式では、数フレーム
毎に撮像画像を離散コサイン変換し、間のフレームでは差分データを離散コサイン変換す
るＭＰＥＧ形式などが知られている。
【０００９】
一方で、撮像装置で取得したデータを圧縮することで、データ伝送の負荷は低減するが、
データの圧縮に要するデジタル画像処理に膨大な電力を費やすことになる。
【００１０】
したがって、本発明の一態様では、画像処理機能が付加された撮像装置を提供することを
目的の一つとする。または、画像処理後のデータを出力することのできる撮像装置を提供
することを目的の一つとする。または、撮像データをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変
換処理を行わずに離散コサイン変換することが可能な撮像装置を提供することを目的の一
つとする。または、低消費電力の撮像装置を提供することを目的の一つとする。または、
高速動作に適した撮像装置を提供することを目的の一つとする。または、解像度の高い撮
像装置を提供することを目的の一つとする。または、集積度の高い撮像装置を提供するこ
とを目的の一つとする。または、低照度下で撮像することができる撮像装置を提供するこ
とを目的の一つとする。または、ダイナミックレンジの広い撮像装置を提供することを目
的の一つとする。または、広い温度範囲において使用可能な撮像装置を提供することを目
的の一つとする。または、高開口率の撮像装置を提供することを目的の一つとする。また
は、信頼性の高い撮像装置を提供することを目的の一つとする。または、新規な撮像装置
などを提供することを目的の一つとする。または、新規な半導体装置などを提供すること
を目的の一つとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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